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|升级“真香”的 RTX 30 系显卡后，你能得到什么？( 二 )


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光栅化工作原理
这个整个过程我们就叫它「光栅化」 ， 通过「光栅化」我们就可以完美地将创作者想要呈现的画面呈现出来 ， 同时游戏里的光的实现也是在「光栅化」这个过程里实现的 ， 只需要对三角形内部的像素进行额外的上色步骤即可：
首先模型的三角形都有对应的固有颜色（皮肤有固有的肤色、头发有固有的发色） ， 所以将模型转化到二维像素以后 ， 可以通过每个三角形的颜色为每个屏幕上的像素分配一个初始颜色值 。接下来要根据场景里的其他光源来进一步的像素处理来改变像素的颜色 ， 最后还需要根据纹理（皮革有皮革的纹理 ， 布料有不同的材质）对像素做最后的处理 ， 进而生成应用于像素的最终颜色 。
我知道这个过程对大多数人来说都很抽象 ， 我换个更生动形象的说法来说 ， 基于光栅化的游戏光线处理 ， 实际上是你看到的画面里所有的物体在自行发光 ， 而不是和生活中一样通过折射、反射等手段传递光线 。这也就是我们在上面所说的以渲染「最终效果」为主要手段 。
光栅化的优点在于可以足够快 ， 程序员可以预先写好光线的程序来处理小面积的光线 ， 还可以制作光照贴图 ， 在需要的时候和环境再进行渲染呈现（静态光照效果）来减少处理压力；但是缺点也很明显：不够真实 ， 比方说游戏中的物体投影大部分时候都是一整块颜色相同的区域（阴影贴图） ， 但是我们仔细观察生活会发现由于光的复杂性实际上的投影由近到远是越来越浅的 。
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投影和更接近真实的投影图片来自unreal引擎官网
更多关于光栅化不够真实的更多例子可以看这里 。
光线追踪：用更现代的技术再现光线
相比之下 ， 实时光线跟踪可以营造比传统处理方式更加真实的光线 ， 它通过逆向跟踪与假想照相机镜头（或者眼睛）相交的光作为工作原理 ， 来实现对光线的实时追踪 。
逆向跟踪远比真实地模拟光线相互作用的效率要高很多 ， 因为大部分的光经过多次反射会逐渐消失 ， 最后也不会进入眼睛 ， 减少不必要的模拟会让最后的计算压力小很多 。
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通过逆向跟踪实现的实时光线跟踪
实时光线跟踪技术最终的产物大家或多或少也都接触过了 ， 电影院里能看到的不少好莱坞大片 ， 在特效制作过程中其实都会用到光线追踪技术 ， 最终生成以假乱真的特效场景——这背后往往需要以亿为单位的庞大运算量 ， 每一帧的画面都需要高性能计算机花费数小时的运算 。而这仅仅是在设计好一切之后的视觉运算 ， 相比于电影提前设计好了场景和环境的光线计算 ， 游戏的随机性显然更大 ， 实时光线跟踪的实现难度自然也更高 。
那么如何把光线跟踪引入到游戏中呢？
作为第一个将光线跟踪技术引入的显卡 ， Nvidia在RTX20系列中专门设计了几组RTCore来加速逆向跟踪光线的过程 ， 比起GTX10系列 ， RTCore能够在实时光线跟踪这件事情上拥有更好的性能 ， 表现在游戏中就是 ， 开启实时光线跟踪以后RTX20系列的显卡平均帧数会更高 。
具体而言 ， RTX在游戏中实时光线跟踪主要有三种不同的实现方式：
阴影
高级反射
全局光照
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仅阴影
仅阴影的代表游戏就是《古墓丽影》 ， 这也是实时光线跟踪最简单的实现方式 ， 只需要确定动态光源的数量和位置就可以给游戏带去动态阴影的效果 ， 在任何的表面和环境下都能获得逼真自然的阴影效果 。


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